功能有機多面體納米晶體的可控生長與性質研究

《功能有機多面體納米晶體的可控生長與性質研究》是依託蘇州大學，由張秀娟擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：功能有機多面體納米晶體的可控生長與性質研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張秀娟
• 依託單位：蘇州大學

項目摘要

形貌控制為在納米尺度下操控材料性質開闢了一條嶄新的途徑，最近對於零維無機多面體納米晶體及一維有機納米晶體的研究證明，通過調控納米晶體的形貌，可以大大影響其光學、感測、催化等性質。零維有機多面體納米晶體的可控生長及性質研究在國際上仍極少見，亟待開拓。本申請擬以一系列高效發光的苝的衍生物等功能有機小分子為主要研究對象，製備外形與晶體結構都具有高對稱性的零維有機納米立方體、八面體、十二面體等多面體晶體，通過生長方法的改進與創新實現對納米晶成核及晶體生長過程的可控調節，最終實現有機納米多面體的形貌可控調節。在此基礎上理解高對稱零維有機納米多面體的內在生長機理，並提出可控合成的相對普適方法。進一步對多面體的光、電特性進行研究，建立形貌與性質之間的聯繫，並通過高性能氣體感測器的製備，探索其實際套用。高對稱的有機多面體晶體有望展現出區別於其他低對稱結構納米材料的獨特性質，帶來新的套用。

結題摘要

本項目中，我們以一系列高效發光的有機化合物為研究對象，比如四叔丁基苝(TBPe)，八羥基喹啉鋁（AlQ3）等，在零維有機納米結構的可控生長方面積累了豐富的經驗。這其中包括，在傳統的晶體生長條件下，實現高度對稱的立方晶型的不同晶面的零維納米結構的可控生長，以及零維納米結構與一維納米線的可控生長。其次，在動力學控制條件下的非傳統的晶體生長，在高濃度下形成結構骨架，然後經過奧斯瓦爾德熟化過程形成中空的立方結構與層次花瓣形結構等。另外，分別控制成核和生長兩個階段可以實現由晶核堆積形成骨架後各項異性生長成為樹枝狀結構的多面體晶體。在此基礎上，總結有機多面體在各種生長條件下的生長機制與規律，建立對有機多面體生長過程的清晰了解。在可控生長的基礎上，我們重點對零維有機納米結構進行了光學性質的研究，其中值得注意的是，在形成的零維有機納米結構的光學研究中，發現某些有機化合物的納米結構展現出很強的發光特性，亮度很高且具有很好的穩定性，在生物成像方面具有一定的套用前景。另外，所製備空心多面體晶體其內外表粗糙而內部空心，具有較大的比表面積，少量的氣體吸附便可對其表面狀態及電輸運特性造成很大影響。利用這一特點，我們構築了基於空心結構薄膜的濕度感測器件，相對於實心晶體，器件表現出更靈敏的濕度回響，展現出在納米感測器中的套用前景。總之，本項目按照預定目標與計畫順利圓滿完成。